上海中國航海博物館內藏2萬多件文物，全面反映了中國航海歷史、航海文化、航海技術，其中包括一艘以古代造船工藝復制的巨型明代福船、船模300余艘以及戰國時期的水陸攻戰船、紋青銅器壺等珍貴文物和重要史料。

1、八分儀

八分儀(英文名：Octant)為英國早期產品，其生產日期分別為1772年、1830年。八分儀于1731年問世;1757年以八分儀為模子，發明了六分儀，并逐漸被其所替代，國內現存八分儀較少。

2、天文鐘

天文鐘是一種特別設計的、能用多種形式來表達天體時空運行的儀器，它是把動力機械和許多傳動機械組合在一個整體里，利用幾組齒輪系把機輪的運動變慢，使它經常保持一個恒定的速度，和天體運動一致。天文鐘既能表示天象，又能計時，與人類航海有著密切聯系。其中一款天文鐘為英國湯姆森品牌，產于20世紀初的英國圣奧爾本斯，該天文鐘設計精巧，保存完好，尤其別致的72分鐘計時設計。

3、船模

中海博全館共有約420艘船舶，除了專設的船模專區，更分散在全館各展館，涵蓋古今中外各類典型或著名民用船舶、軍艦等。所有展示模型原形船只均在中國航海史和造船史上占有重要地位，少數為世界著名船舶。船模均從國內外著名船模制作專家或工作室按照中海博要求定制，堪稱件件都是獨一無二的藝術珍品。船模按照一定比例縮小的船的形態，從微型比例如1/6000到可以載人大比例都可見。中海博船模集藝術與功能為一體，是博物館不可缺少的元素。

4、金湖木舵

金湖木舵，2005年發現于長江口牛皮礁水域。舵上保留有首次發現的勒肚孔;此外，舵上還帶有完美的吊舵孔(通過操作穿孔而過的繩索以升降舵)，這是至今考古發現的古舵中最為完整的吊舵孔。此木舵是迄今發現的完整性最好的不平衡木質海船舵，帶有獨特的舵結構連接形式和完整厚實的舵葉。

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